JP2004299663A - Suspension arm, forged suspension member, and forging die - Google Patents

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Shiyougo Sakamoto
正悟 阪本
Koji Takeuchi
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60G7/00Pivoted suspension arms; Accessories thereof
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60GVEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2204/00Indexing codes related to suspensions per se or to auxiliary parts
    • B60G2204/40Auxiliary suspension parts; Adjustment of suspensions
    • B60G2204/416Ball or spherical joints

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a forged suspension member that can be formed compactly in dimension of a ball joint section while securing strength, can have a long arm unit, and can be appropriately forged even when the arrangement of a parting line changes. <P>SOLUTION: The forged suspension member 1f is mounted to a supporting member constituting a suspension of an automobile via a stud bolt. A joint section 2f of the forged suspension member has one end surface section 3f, the other end surface section 4f, and a side surface section 5f. The parting line P1 on the joint section has, on the rim side of the one end surface section 3f defining a projecting side of the stud bolt, a vertical side surface CS or a vertical line formed in parallel with the neutral direction SN of the stud bolt. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、自動車などの車輪の周辺に配置される足回り部材として使用され、係合構造となるスタッドボルトを介して取り付けられるサスペンションアームおよびそのサスペンションアームを機械加工して形成するための鍛造サスペンション部材およびその鍛造金型に関するものである。   The present invention relates to a suspension arm used as a suspension member arranged around a wheel of an automobile or the like and attached via a stud bolt serving as an engagement structure, and a forged suspension for forming the suspension arm by machining. The present invention relates to a member and a forging die thereof.

一般に、自動車などの車軸側に支持されるナックルあるいはキャリアなどの支持部材に対して、ボールスタッドボルトに接合する接合構造を介して取り付けられるサスペンションアームなどの自動車用足回り部材は、所定の長さを備えるアーム部と、このアーム部の一端側で前記ボールスタッドボルトに支持するためのボールジョイント部と、前記アーム部の他端側でサブメンバなどの車体側に係合される車体側係合部と、を備えており、様々なものが提案されている。   Generally, a vehicle suspension member such as a suspension arm attached to a support member such as a knuckle or a carrier supported on an axle side of an automobile through a joint structure joined to a ball stud bolt has a predetermined length. An arm portion, a ball joint portion for supporting the ball stud bolt at one end side of the arm portion, and a vehicle body side engaging portion engaged with a vehicle body such as a sub member at the other end side of the arm portion , And various things have been proposed.

例えば、サスペンションアームとしては、操縦安定性を向上させるために、一方のボールジョイント部から他方のボールジョイント部(車体側係合部)までの支点間の距離を長くすることや、また、ボールジョイント部のジョイント中心をタイヤ中心に近づけることで、スクラブ半径(タイヤ接地面におけるホイールの中心線と上下ジョイントを結ぶ線の交点間距離)を小さくでき、トルクステアを小さくできることが知られている。そのため、サスペンションアームにおけるジョイント寸法を小さくするように形成することが望まれている。   For example, as a suspension arm, in order to improve steering stability, the distance between fulcrums from one ball joint part to the other ball joint part (vehicle side engaging part) is increased, It is known that by making the center of the joint of the portion closer to the center of the tire, the scrub radius (the distance between the intersections of the line connecting the center line of the wheel and the upper and lower joints on the tire contact surface) can be reduced, and torque steer can be reduced. Therefore, it is desired to form the suspension arm so as to reduce the joint dimension.

また、サスペンションアームが設置される設置環境は、自動車の車輪の近傍であるため、設置スペースが限られており、前記したアーム部の構成を実現するサスペンションアームとする場合には制約がある。そのため、サスペンションアームにおいて、ボールジョイント部の形状を小さくすることで、設計の自由度を増加することが望まれている。   Further, since the installation environment in which the suspension arm is installed is near the wheels of the automobile, the installation space is limited, and there is a restriction when using a suspension arm that realizes the configuration of the above-described arm portion. Therefore, it is desired to increase the degree of freedom in design by reducing the shape of the ball joint in the suspension arm.

一方、サスペンションアームは、形成される素材が鋼製のものがあり、鋼製のボールジョイント部を備える構成では、プレス成形により形成されるため、ボールジョイント部が大きくなりがちであった(例えば、特許文献1参照)。そのため、従来、鋼製の素材に代わり、アルミニウム合金によりサスペンションアームが成形されており、ボールジョイント部とアーム部が一体で、かつ、ボールジョイント部が小さく、アーム部が長く形成され、強度および重量の点で鋼製より優れているものが提案されている(例えば、特許文献2)。   On the other hand, the suspension arm has a material formed of steel, and in a configuration provided with a steel ball joint portion, the ball joint portion tends to be large because it is formed by press molding (for example, Patent Document 1). Therefore, conventionally, a suspension arm is formed of an aluminum alloy instead of a steel material, and the ball joint portion and the arm portion are integrated, the ball joint portion is small, the arm portion is formed long, and the strength and weight are increased. In view of this, there is a proposal that is superior to steel (for example, Patent Document 2).

また、アルミニウム合金により形成されたサスペンションアームは、図9に示すように、そのボールジョイント部102がアーム部106と一体に鍛造により形成された後、ボールスタッドボルト133のボール部134を挿入するための挿入穴が加工され、ボールスタッドボルト133を、複数の部品(図面では省略して一部品として表示)からなる介在部材138を介在した状態で挿入して組み付けるように構成されるものである。   Also, as shown in FIG. 9, the suspension arm made of an aluminum alloy has the ball joint portion 102 formed integrally with the arm portion 106 by forging, and then the ball portion 134 of the ball stud bolt 133 is inserted. Are inserted, and the ball stud bolt 133 is inserted and assembled with an intervening member 138 composed of a plurality of parts (not shown in the drawing and shown as one part) interposed therebetween.

そして、サスペンションアーム100は、鍛造するときに、アーム部106およびボールジョイント部102にパーティングラインPLが形成されることになり、パーティングランPLを、ボールジョイント部102のほぼ中央位置に配置するように構成され、側面部105においてその中央が突出するように形成されている。   When the suspension arm 100 is forged, a parting line PL is formed in the arm portion 106 and the ball joint portion 102, and the parting run PL is disposed at a substantially central position of the ball joint portion 102. It is formed so that the center of the side portion 105 protrudes.

なお、アーム部およびボールジョイント部は、それぞれ機械加工代を付加されると共に、抜き勾配をつけて鍛造されている。また、サスペンションアームは、そのボールジョイント部に、例えば、自動車の走行中にボールスタッドボルトのボール部が出入りする方向に力が付加されることから、大きな応力がかかるため、強度を維持する目的で、ある程度の材料体積を確保しておかなければならないものである。   The arm and the ball joint are each forged with a machining allowance and a draft. Further, since a force is applied to the ball joint portion in the direction in which the ball portion of the ball stud bolt enters and exits while the vehicle is traveling, for example, a large stress is applied to the ball joint portion. However, a certain material volume must be secured.

また、鍛造により製造されるサスペンションアームの鍛造金型では、前記パーティングラインが形成される型割面を、鍛造プレス方向に対して直交する方向である水平方向に設定している。そのため、鍛造金型では、サスペンションアームの側面で厚み方向に対してほぼ中央となる位置が、水平方向に配置される型割面となり、サスペンションアームのアーム部およびボールジョイント部において、厚み方向に対してほぼ中央にパーティングラインが形成されるように構成されている。   In a forging die of a suspension arm manufactured by forging, a parting surface on which the parting line is formed is set in a horizontal direction which is a direction orthogonal to a forging press direction. For this reason, in the forging die, the position substantially at the center with respect to the thickness direction on the side surface of the suspension arm becomes the mold splitting surface arranged in the horizontal direction, and the arm portion and the ball joint portion of the suspension arm are aligned with respect to the thickness direction. The parting line is formed substantially at the center.

特開平10−37944号公報(段落番号0013〜0017)JP-A-10-37944 (paragraphs 0013 to 0017) 特開2000−355206号公報(段落番号0010〜0015)JP-A-2000-355206 (paragraph numbers 0010 to 0015)

しかし、従来のアルミニウム合金により形成されるサスペンションアームあるいは鍛造金型の構成では、以下に示すような問題点が存在した。
従来の鍛造から形成されるサスペンションアームでは、パーティングラインがボールジョイント部およびアーム部の側面で厚み方向におけるほぼ中央に配置されているため、そのパーティングラインから両側に傾斜面である抜き勾配を設ける必要があること、その抜き勾配に必要な寸法付加部分を増肉となるように設けなければならないことから、ボールジョイント部の寸法を大きくする必要があった。
However, the conventional structure of a suspension arm or a forging die formed of an aluminum alloy has the following problems.
In a suspension arm formed by conventional forging, the parting line is located approximately at the center in the thickness direction on the side surfaces of the ball joint and the arm portion. It is necessary to increase the size of the ball joint part because it is necessary to provide the dimension addition part necessary for the draft angle so as to increase the wall thickness.

また、従来のサスペンションアームでは、パーティングラインがボールジョイント部およびアーム部の側面で厚み方向におけるほぼ中央に配置されているため、鍛造トリミングにより発生するバリ残長のバラツキ代について、前記抜き勾配の増肉寸法に加え、車輪のサスペンションを構成する支持部材に接合したときに、車輪との干渉範囲を確保するための寸法を加算して考慮する必要があった。そのため、サスペンションアームは、ボールジョイント部を車輪に近づけることが制約され、設計の自由度が阻害されることになってしまった。   In addition, in the conventional suspension arm, the parting line is disposed substantially at the center in the thickness direction on the side surfaces of the ball joint portion and the arm portion. In addition to the increased wall thickness, it has been necessary to add and consider a dimension for securing an interference range with the wheel when the wheel is joined to a support member constituting a suspension of the wheel. For this reason, the suspension arm is restricted from bringing the ball joint portion close to the wheel, and the degree of freedom in design is impaired.

さらに、従来のサスペンションアームの構成では、グレインフローが集中し最弱部となるパーティングラインがほぼ中央にあるため、スタットボルトの引き抜き荷重に対して不利となり、コンパクト化に限界があった。   Further, in the conventional suspension arm configuration, since the parting line where the grain flow is concentrated and the weakest part is located almost at the center, it is disadvantageous for the pull-out load of the stud bolt, and there is a limit to downsizing.

本発明は、前記の問題点に鑑み創案されたものであり、ボールジョイント部の寸法について強度を確保してコンパクトに形成でき、また、アーム部の長さを大きく取ることができる鍛造サスペンション部材、さらに、パーティングラインの配置が変っても適切な鍛造を行なうことができる鍛造サスペンション部材の鍛造金型を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and a forged suspension member capable of securing strength with respect to dimensions of a ball joint portion, being compactly formed, and having a large arm portion length, Still another object of the present invention is to provide a forging die for a forged suspension member that can perform appropriate forging even if the arrangement of the parting line changes.

本発明は、前記した目的を達成するため、以下のような構成とした。すなわち、本発明にかかる鍛造サスペンション部材は、自動車のサスペンションを構成する支持部材にスタッドボルトを介して取り付けられ所定位置にパーティングラインを有する鍛造サスペンション部材において、前記鍛造サスペンション部材は、アーム部と、このアーム部の一端に配置され前記スタッドボルトに支持される位置に設けられるボールジョイント部と、前記アーム部の他端に配置され車体側に係合される位置に設けられる車体側係合部と、を備え、前記ボールジョイント部が、互いに対向する位置に配置された一端面部および他端面部と、この両端面部に亘って形成される側面部とを備え、前記ボールジョイント部におけるパーティングラインが、前記スタッドボルトの突出側となる一端面部の周縁側で、前記アーム部のパーティングラインから最遠端部となる前記側面部の目標位置に向かって形成され、前記側面部が、前記一端面部に対して直交して前記目標位置から前記他端面部に向かって形成された垂直側面または垂直線を備えると共に、その垂直側面または垂直線に隣接して前記一端面部または前記他端面部に向かって前記パーティングラインを境にして所定角度傾斜させて形成した傾斜側面とを備える構成とした(請求項1)。   The present invention has the following configuration to achieve the above object. That is, the forged suspension member according to the present invention is a forged suspension member having a parting line at a predetermined position attached to a support member constituting a vehicle suspension via a stud bolt, wherein the forged suspension member includes an arm portion, A ball joint portion provided at one end of the arm portion and provided at a position supported by the stud bolt; and a vehicle body-side engaging portion provided at a position provided at the other end of the arm portion and engaged with the vehicle body. The ball joint portion includes one end face portion and the other end face portion arranged at positions facing each other, and a side face portion formed over both end face portions, and a parting line in the ball joint portion is provided. And the arm portion at the peripheral edge of the one end surface portion where the stud bolt protrudes. A vertical line formed from the target position to the other end surface perpendicularly to the one end surface portion. A configuration including a side surface or a vertical line, and an inclined side surface that is formed adjacent to the vertical side surface or the vertical line and inclined at a predetermined angle toward the one end surface portion or the other end surface portion with the parting line as a boundary. (Claim 1).

このように構成されることにより、鍛造サスペンション部材は、ボールジョイント部において、パーティングライン位置でのグレインフローの集中が、端面部の周縁側で、前記アーム部から最遠端部となる側面部の目標位置に向かって成形されることになり、従来のほぼ中央のパーティングラインの構成と比較して、スタッドボルトの引き抜き荷重が、従来比で10%の向上を見込むことができる。また、鍛造サスペンション部材は、ボールジョイント部において側面部に、パーティングラインの目標位置から垂直側面を備えているため、従来の構成のボールジョイント部と比較して出っ張る部分、すなわち、抜き勾配の増肉寸法と、バリ残長寸法を減少させることができる。   With this configuration, the forged suspension member has a structure in which, in the ball joint portion, the concentration of the grain flow at the parting line position is such that the peripheral portion of the end surface portion is the side portion that is farthest from the arm portion. , And the pull-out load of the stud bolt can be expected to be improved by 10% as compared with the conventional structure of the almost central parting line. Also, since the forged suspension member has a vertical side surface from the target position of the parting line on the side surface portion of the ball joint portion, a portion protruding as compared with the ball joint portion having the conventional configuration, that is, an increase in draft, is provided. It is possible to reduce the wall thickness and the remaining burr length.

また、自動車の車軸側に支持される支持部材にスタッドボルトを介して回動自在に、かつ、車軸側部品に対する干渉領域を回避するように取り付けられるボールジョイント部を有するサスペンションアームを機械加工により形成するための鍛造サスペンション部材において、前記鍛造サスペンション部材は、アーム部と、このアーム部の一端に設けられるボールジョイント部と、前記アーム部の他端に設けられる車体側係合部と、前記アーム部、前記ボールジョイント部および前記車体側係合部の所定位置に連続して形成されるパーティングラインとを備え、前記ボールジョイント部は、一端面部と、この一端面部に対面する他端面部と、この他端面部および前記一端面部に亘って形成される側面部とを備え、前記ボールジョイント部のパーティングラインは、前記側面部における前記干渉領域となる範囲の位置では、前記一端面部あるいは前記他端面部のいずれか一方の周縁側で、前記側面部のあらかじめ設定された目標位置に向かって形成されたものとした(請求項2)。   Further, a suspension arm having a ball joint portion which is rotatably mounted on a support member supported on the axle side of the automobile via stud bolts and avoids an interference region with the axle side component is formed by machining. The forged suspension member includes an arm portion, a ball joint portion provided at one end of the arm portion, a vehicle body side engaging portion provided at the other end of the arm portion, and the arm portion. A parting line continuously formed at a predetermined position of the ball joint portion and the vehicle body side engaging portion, the ball joint portion has one end face portion, and the other end face portion facing the one end face portion, The ball joint portion including the other end surface portion and a side surface portion formed over the one end surface portion. The swing line is formed at a position in the range that becomes the interference area on the side surface portion, on one of the peripheral sides of the one end surface portion or the other end surface portion, toward a preset target position of the side surface portion. (Claim 2).

このように構成されることにより、鍛造サスペンション部材は、一端面部または他端面部のいずれか一方における周縁側の目標位置に向かって、グレインフローが形成され、また、干渉領域において、アーム部から最遠端部となるボールジョイント部の側面部では、出っ張りのない垂直線あるいは垂直面となる。   With this configuration, the forged suspension member forms a grain flow toward the target position on the peripheral side on one of the one end surface portion and the other end surface portion, and furthermore, from the arm portion in the interference region. The side surface of the ball joint, which is the far end, is a vertical line or a vertical surface without protrusion.

また、前記鍛造サスペンション部材において、前記ボールジョイント部は、前記パーティングラインに沿った位置の断面を、前記スタッドボルトのニュートラル方向または前記一端面部に対して直交する方向に対して真円形状または近似真円形状とし、かつ、前記パーティングラインから傾斜する抜き勾配の傾斜角度とする前記傾斜側面を備えると共に、この傾斜側面および、前記垂直側面あるいは前記垂直線により囲まれて複数の曲率を備える複合曲率円形状である前記両端面部とを備える構成とした(請求項3)。   In addition, in the forged suspension member, the ball joint section may be configured such that a cross section at a position along the parting line is a perfect circle or an approximate circle with respect to a neutral direction of the stud bolt or a direction orthogonal to the one end surface. A compound having a perfect circular shape, and having the inclined side surface having a draft angle of inclination inclined from the parting line, and having a plurality of curvatures surrounded by the inclined side surface and the vertical side surface or the vertical line. The configuration is provided with the both end face portions having a circular curvature shape (claim 3).

このように構成されることにより、鍛造サスペンション部材は、ボールジョイント部の形状に必要な強度を必要最小限の材料体積で得ることができると共に、自動車の車輪における干渉範囲に対して有利となり、スクラブ半径を小さくできる。   With such a configuration, the forged suspension member can obtain the strength required for the shape of the ball joint portion with the minimum necessary material volume, and is advantageous for the interference range on the wheel of the automobile, and has a scrub Radius can be reduced.

さらに、前記鍛造サスペンション部材において、前記目標位置は、前記垂直側面あるいは前記垂直線位置上において、抜き勾配による増肉がない位置に形成される構成とした(請求項4)。
このように構成されることにより、鍛造サスペンション部材は、パーティングラインが一定の条件を満たす目標位置の所定範囲において、ボールジョイント部の形状に必要な強度を必要最小限の材料体積で得ることができる。
Further, in the forged suspension member, the target position is formed at a position on the vertical side surface or the vertical line position where there is no increase in thickness due to draft angle.
With such a configuration, the forged suspension member can obtain the strength necessary for the shape of the ball joint portion with the minimum necessary material volume in a predetermined range of the target position where the parting line satisfies a certain condition. it can.

また、前記鍛造サスペンション部材において、前記ボールジョイント部における前記パーティングラインは、前記アーム部におけるパーティングラインから前記目標位置に直線状に、または、前記アーム部におけるパーティングラインから曲線を介して前記目標位置まで直線状に、あるいは、前記アーム部のパーティングラインを延長した位置から前記目標位置に直線状とするいずれかにより形成されるように構成した(請求項5)。
このように構成されることにより、鍛造サスペンション部材におけるボールジョイント部の形態に対応してパーティングラインを設定することができる。
Further, in the forged suspension member, the parting line in the ball joint portion may be linear from the parting line in the arm portion to the target position, or may be a curved line from the parting line in the arm portion. It is configured to be formed either linearly to the target position or linearly from the position where the parting line of the arm portion is extended to the target position (claim 5).
With this configuration, the parting line can be set according to the form of the ball joint portion in the forged suspension member.

さらに、前記鍛造サスペンション部材において、前記アーム部は、その側面において上端側から下端側の任意となる位置に前記パーティングラインが形成される構成とした(請求項6)。
このように構成されることにより、鍛造サスペンション部材は、アーム部においても、その側面で発生応力が大きな部分にパーティングラインが存在しないように設定でき、強度を維持して小さくすることができる。
Further, in the forged suspension member, the arm part is configured such that the parting line is formed at an arbitrary position from an upper end to a lower end on a side surface thereof (claim 6).
With such a configuration, the forged suspension member can be set such that the parting line does not exist in a portion where the generated stress is large on the side surface even in the arm portion, and the strength can be reduced while maintaining the strength.

また、前記鍛造サスペンション部材において、前記垂直側面または前記垂直線の垂直方向は、スタッドボルトのニュートラル方向に対して平行な方向である構成とした(請求項7)。
このように構成されることにより、鍛造サスペンション部材は、スタッドボルトの係合に際して適切に対応することができる。
Further, in the forged suspension member, a vertical direction of the vertical side surface or the vertical line is a direction parallel to a neutral direction of the stud bolt.
With this configuration, the forged suspension member can appropriately cope with the engagement of the stud bolt.

そして、前記鍛造サスペンション部材において、前記ボールジョイント部のパーティングラインにおける目標位置は、機械加工で除去される位置に配置される構成とした(請求項8)。
このように構成されることにより、鍛造サスペンション部材は、ボールジョイント部の干渉領域となる位置において、垂直面あるいは垂直線となる側面部が最外部となる。
In the forged suspension member, a target position of the ball joint on the parting line is arranged at a position removed by machining.
With such a configuration, in the forged suspension member, a vertical surface or a side surface that is a vertical line is the outermost at a position that is an interference region of the ball joint.

また、前記鍛造サスペンション部材から機械加工して形成されるサスペンションアームは、前記スタッドボルトのボール球径の半径をR1とし、前記ボールジョイント部中心から前記ボールジョイント部の干渉領域における最外部までの距離をR2としたとき、1.2<R2/R1≦1.9で示す割合に前記ボールジョイント部が形成されるものとした。(請求項9)このように構成されることにより、サスペンションアームは、ボールジョイント部の強度を維持して設計の自由度を広げることができる。   A suspension arm formed by machining from the forged suspension member has a radius of a ball ball diameter of the stud bolt as R1, and a distance from a center of the ball joint to an outermost part in an interference region of the ball joint. Is R2, the ball joint portion is formed at a ratio represented by 1.2 <R2 / R1 ≦ 1.9. (Claim 9) With this configuration, the suspension arm can maintain the strength of the ball joint portion and expand the degree of freedom in design.

また、前記サスペンションにおいて、前記スタッドボルトの引抜強度および押抜強度が25kN以上である構成とした(請求項10)。このようにサスペンションアームの引抜強度を25kN以上とすることで、走行時の衝撃に対して対抗することが可能となる。
さらに、前記サスペンションアームにおいて、前記鍛造サスペンション部材は、組織中の亜結晶粒の平均面積率割合が60%以上、0.2%耐力が290MPa以上のAl-Mg-Si系アルミニウム合金からなる構成とした(請求項11)。
このように構成されることにより、サスペンションアームは、高強度アルミニウム合金となり、ボールジョイント部のボール部の保持力を維持して壁面厚さ寸法を小さくできる。
In the suspension, the stud bolt may have a pull-out strength and a push-out strength of 25 kN or more. By setting the pull-out strength of the suspension arm to 25 kN or more in this way, it becomes possible to counter shocks during traveling.
Further, in the suspension arm, the forged suspension member is made of an Al-Mg-Si-based aluminum alloy having an average area ratio of sub-crystal grains in the structure of 60% or more and a 0.2% proof stress of 290 MPa or more. (Claim 11).
With this configuration, the suspension arm is made of a high-strength aluminum alloy, and the wall thickness of the ball joint can be reduced while maintaining the holding force of the ball portion.

また、本発明にかかる鍛造金型は、前記した構成の鍛造サスペンション部材を鍛造するための鍛造金型において、前記ボールジョイント部におけるパーティングラインは、前記一端面部の周縁側または他端面部の周縁側で、前記アーム部のパーティングラインから最遠端部となる側面部の目標位置に向かって形成されるように型割面を設けて設定された構成とした(請求項12)。   Further, in the forging die according to the present invention, in the forging die for forging a forged suspension member having the above-described configuration, a parting line in the ball joint portion may be a peripheral side of the one end surface portion or a periphery of the other end surface portion. On the edge side, a parting surface is provided so as to be formed from the parting line of the arm portion toward a target position of a side surface portion which is the farthest end portion.

このように構成されることにより、鍛造サスペンション部材の鍛造金型では、型割面を所定の位置に設けているので、ボールジョイント部の形状に必要な強度を必要最小限の材料体積で得ることができる鍛造サスペンション部材を提供することができる。   With this configuration, in the forging die of the forged suspension member, since the parting surface is provided at a predetermined position, it is possible to obtain the strength required for the shape of the ball joint portion with the minimum necessary material volume. A forged suspension member that can be provided.

さらに、前記した構成の鍛造サスペンション部材の鍛造金型は、ボールジョイント部におけるパーティングラインが、一端面部の周縁側または他端面部の周縁側で、前記アーム部のパーティングラインから最遠端部となる側面部の目標位置に向かって形成されるように型割面を設け、かつ前記型割面を前記アーム部およびボールジョイント部において鍛造プレス方向に対して所定角度傾斜させて設定され、前記目標位置における側面部が、前記ボールジョイント部の一端面部に対して直交する方向となるように、あるいは、前記スタッドボルトのニュートラル方向に対して平行となるように設定された構成とした(請求項13)。   Further, in the forging die of the forged suspension member having the above-described structure, the parting line in the ball joint portion is located at the peripheral edge of one end surface portion or the peripheral edge side of the other end surface portion, and is located at the farthest end from the parting line of the arm portion. The mold surface is provided so as to be formed toward the target position of the side surface portion, and the mold surface is set to be inclined at a predetermined angle with respect to the forging press direction in the arm portion and the ball joint portion, The side surface portion at the target position is set to be in a direction perpendicular to the one end surface portion of the ball joint portion or to be parallel to the neutral direction of the stud bolt (claim). 13).

このように構成されることにより、鍛造サスペンション部材の鍛造金型では、形態のことなる鍛造サスペンション部材に対しても、抜き勾配の増肉なく、ボールジョイント部の形状に必要な強度を必要最小限の材料体積で得ることができる。   With this configuration, the forging die for the forged suspension member can minimize the strength required for the shape of the ball joint without increasing the draft angle, even for forged suspension members of different forms. Material volume.

本発明にかかる鍛造サスペンション部材およびその鍛造金型によれば、以下に示す優れた効果を奏するものである。
鍛造サスペンション部材は、ボールジョイント部の最遠端部である目標位置において、抜き勾配による増肉がなく、両端面部に対して直角または、スタッドボルトのニュートラル方向に平行に垂直側面(垂直線)が得られ小型化できる。
According to the forged suspension member and the forged die thereof according to the present invention, the following excellent effects can be obtained.
At the target position, which is the farthest end of the ball joint, the forged suspension member has no wall thickness increase due to draft, and its vertical side surface (vertical line) is perpendicular to both end surfaces or parallel to the neutral direction of the stud bolt. Obtained and can be miniaturized.

また、鍛造サスペンション部材は、ボールジョイント部において側面部で発生応力が大きな部分にパーティングラインが存在しないため、強度を維持して小さくすることができる。さらに、バリ残長が完成品では、機械加工で除去されることから、バリ残長をタイヤ干渉領域で考慮する必要がなく、そのため、ボールジョイント部のジョイント中心をタイヤ中心に近づけられ、設計の自由度が広がり、かつ、スクラブ半径を小さくできる鍛造サスペンション部材を提供できる。   In addition, the forged suspension member can be reduced in strength while maintaining the strength, since there is no parting line in a portion of the ball joint portion where the generated stress is large on the side surface. Furthermore, since the residual burr length is removed by machining in the finished product, it is not necessary to consider the residual burr length in the tire interference region. Therefore, the joint center of the ball joint can be brought closer to the tire center, and the design can be reduced. It is possible to provide a forged suspension member having a greater degree of freedom and a smaller scrub radius.

鍛造サスペンション部材は、ボールジョイント部の形状に必要な強度を必要最小限の材料体積で得ることができると共に、抜き勾配とバリ残長の点で、自動車の車輪における干渉範囲に対して有利となる。
また、鍛造サスペンション部材は、ボールジョイント部に一定の条件の下で、所定の形態のパーティングラインのいずれかを設定することにより、ボールジョイント部の形態に対応して小型化を達成するためボールジョイント部を設定することができる。
The forged suspension member can obtain the strength required for the shape of the ball joint portion with the minimum necessary material volume, and is advantageous in terms of draft angle and remaining burr length with respect to the interference range in the wheel of the automobile. .
In addition, the forged suspension member is provided with one of a predetermined parting line under a certain condition in the ball joint part, so that the ball can be downsized corresponding to the form of the ball joint part. Joints can be set.

また、鍛造サスペンション部材は、ボールジョイント部の形状に必要な強度を必要最小限の材料体積でえることができる。さらに、鍛造サスペンション部材は、アーム部の側面の上端側から下端側の任意の位置に前記パーティングラインが形成されることで、その側面で発生応力が大きな部分にパーティングラインが存在しないように構成でき、強度を維持して全体を小さくすることができる。   Further, the forged suspension member can obtain the strength required for the shape of the ball joint portion with the minimum necessary material volume. Further, in the forged suspension member, the parting line is formed at an arbitrary position from the upper end side to the lower end side of the side surface of the arm portion, so that the parting line does not exist in a portion where the generated stress is large on the side surface. It is possible to maintain the strength and make the whole smaller.

そして、サスペンションアームは、ボールスタッドボルトのボール部における球径の半径と、ボールジョイント部の最外径までの距離とを所定の範囲となるように規定したので、ボールジョイント部の強度を維持した状態での小型化を達成するための設計の自由度を広げることができる。さらに、サスペンションアームでは、高強度アルミニウム材を用いることで、あるいは、引抜強度および押抜強度に対する条件を満たした状態で、ボールジョイント部の側壁のスリム化を図ることができる。   The suspension arm regulates the radius of the ball diameter at the ball portion of the ball stud bolt and the distance to the outermost diameter of the ball joint portion so as to be within a predetermined range, so that the strength of the ball joint portion is maintained. The degree of freedom of design for achieving miniaturization in the state can be expanded. Further, in the suspension arm, by using a high-strength aluminum material or in a state where the conditions for the pull-out strength and the push-out strength are satisfied, the side wall of the ball joint can be made slimmer.

そして、鍛造サスペンション部材の鍛造金型は、前記ボールジョイント部におけるパーティングラインが、前記スタッドボルトの突出側となる端面部の周縁側で、前記アーム部から最遠端部となる側面部の位置に向かって形成されるように型割面を設けることにより、ボールジョイント部について引き抜き強度を維持した状態で小さくできる鍛造サスペンション部材を提供することができる。   In the forging die of the forged suspension member, the parting line in the ball joint is located on the peripheral side of the end face that is the projecting side of the stud bolt, and the position of the side face that is the farthest end from the arm. By providing the mold parting surface so as to be formed toward the forged suspension member, it is possible to provide a forged suspension member that can be reduced while maintaining the pull-out strength of the ball joint portion.

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
図1は、鍛造サスペンションアームの取付け位置を示す一部を省略した断面図、図2(a)は、サスペンションアームの一部を破断した状態を示す側面図、(b)は、図2(a)で示すサスペンションアームの鍛造金型の一例を模式的に示す断面図、図3(a)は、サスペンションアームのボールジョイント部を模式的に示す側面図、(b)は、サスペンションアームのボールジョイント部を模式的に示す底面図、図4(a)は、サスペンションアームのボールジョイント部におけるグレインフローを模式的に示す側面図、(b)は従来のサスペンションアームのボールジョイント部におけるグレインフローを模式的に示す側面図である。なお、各図において、鍛造サスペンション部材を示す符号は、サスペンションアームに付した符号に「f」を付して説明する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a mounting position of a forged suspension arm with a part thereof omitted, FIG. 2A is a side view showing a state in which a part of the suspension arm is broken, and FIG. 3) is a cross-sectional view schematically illustrating an example of a forging die of a suspension arm, FIG. 3A is a side view schematically illustrating a ball joint portion of the suspension arm, and FIG. 3B is a ball joint of the suspension arm. FIG. 4A is a side view schematically showing a grain flow in a ball joint of a suspension arm, and FIG. 4B is a side view schematically showing a grain flow in a ball joint of a conventional suspension arm. FIG. In each of the drawings, the reference numerals indicating the forged suspension members will be described by adding “f” to the reference numerals assigned to the suspension arms.

図1および図5(a)、(b)に示すように、サスペンションアーム1は、アーム部6と、このアーム部6の一端に形成されたジョイント部2と、そのアーム部6の他端に形成された車体側係合部9とを備えている。このサスペンションアーム1は、アルミニウム合金等により鍛造サスペンション部材1f(図3参照)として鍛造加工された後に、鍛造サスペンション部材1f(図3参照)から機械加工されるものであり、車輪30の車軸31のサスペンションを構成する支持部材(ナックル、キャリア等)32のボールスタッドボルト(スタッドボルト)33を介してジョイント部2が干渉領域(図示せず)に対して回動自在に支持される共に、車体側係合部9が車軸31の車体側(図示せず)となる係合位置に係合して支持されるものである。なお、図示しない干渉領域は、ここでは一例としてボールジョイント部2f(図3参照)の中心から左右合せて100度の範囲として説明するが、この範囲に限定されるものではない。また、干渉領域に対して干渉する車軸側部品とはブレーキディスク、車輪などの部品をいう。   As shown in FIGS. 1 and 5A and 5B, the suspension arm 1 has an arm 6, a joint 2 formed at one end of the arm 6, and a second end of the arm 6. And a vehicle body side engaging portion 9 formed. The suspension arm 1 is forged as a forged suspension member 1f (see FIG. 3) with an aluminum alloy or the like, and then machined from the forged suspension member 1f (see FIG. 3). The joint portion 2 is rotatably supported with respect to an interference area (not shown) via a ball stud bolt (stud bolt) 33 of a support member (knuckle, carrier, etc.) 32 constituting the suspension, and the vehicle body side The engagement portion 9 is engaged with and supported by an engagement position on the vehicle body side (not shown) of the axle 31. The interference region (not shown) is described as an example in a range of 100 degrees from the center of the ball joint 2f (see FIG. 3) to the left and right as an example, but is not limited to this range. The axle-side parts that interfere with the interference area refer to parts such as brake disks and wheels.

また、図2(a)に示すように、支持部材32(図1参照)およびサスペンションアーム1に介在するボールスタッドボルト33は、支持部材32に係合するためにナットにより固定されるネジ部35と、このネジ部35から連続する胴部36と、この胴部36の端部に設けたボール部34とを備えている。そして、このボールスタッドボルト33は、ボールジョイント部2に支持される場合には、ニュートラル方向(一端面部3に対して垂直方向)SN(図3参照)に対して360度方向にボール部34が、ボールジョイント部2内に、複数の部品(ここでは1部品として表示)からなる介在部材38を介して係合して支持される。   As shown in FIG. 2A, the ball stud bolt 33 interposed between the support member 32 (see FIG. 1) and the suspension arm 1 is screwed with a nut 35 to be engaged with the support member 32. And a body portion 36 continuing from the screw portion 35, and a ball portion 34 provided at an end of the body portion 36. When the ball stud bolt 33 is supported by the ball joint portion 2, the ball portion 34 extends 360 degrees in the neutral direction (perpendicular to the one end surface portion 3) SN (see FIG. 3). , And is engaged and supported in the ball joint portion 2 through an intervening member 38 composed of a plurality of parts (here, shown as one part).

図5(a)、(b)に示すように、サスペンションアーム1は、車体側係合部9が二箇所あるものや、あるいは、一箇所のみのものなど、車輪非軸対称で複雑な形状を有することが多く、鉄材料並みの強度と耐食性が必要とされることから、A6061やその派生材の6000系、さらに、高強度アルミニウム合金材などのアルミニウム合金が使用される。なお、高強度アルミニウム合金材としては、組織中の亜結晶粒の平均面積率割合が60%以上、0.2%耐力が290MPa以上のAl-Mg-Si系アルミニウム合金が一例として挙げられる。   As shown in FIGS. 5A and 5B, the suspension arm 1 has a complicated shape with non-axisymmetric wheels, such as one having two body-side engaging portions 9 or one having only one. Since it often has the same strength and corrosion resistance as a ferrous material, A6061 or a 6000-based derivative thereof, and an aluminum alloy such as a high-strength aluminum alloy are used. As an example of the high-strength aluminum alloy material, an Al-Mg-Si-based aluminum alloy having an average area ratio of subcrystal grains in the structure of 60% or more and a 0.2% proof stress of 290 MPa or more is given as an example.

アルミニウム合金は、鍛造材組織の結晶粒の微細化よりも、鍛造材組織中の亜結晶粒の割合の方が、鍛造材の高強度化、高靱性化および高耐食性化に大きく影響(寄与)する。即ち、鍛造材組織中の亜結晶粒の割合を高くすることによって、鍛造材の高強度化、高靱性化および高耐食性化が再現性良く実現できる。言い換えると、高温鍛造により、鍛造材組織の平均結晶粒径を50〜80μmに幾ら微細化させても、結晶粒径よりも微細な亜結晶粒の平均面積率割合が鍛造材組織中で少なければ、鍛造材の高強度化と高靱性化、更には高耐食性化とを、再現性良く実現できない。   In aluminum alloys, the proportion of sub-crystal grains in the forged material structure has a greater effect on the higher strength, higher toughness, and higher corrosion resistance of the forged material than the finer grain size in the forged material structure (contribution). I do. That is, by increasing the proportion of subcrystal grains in the structure of the forged material, it is possible to achieve high strength, high toughness, and high corrosion resistance of the forged material with good reproducibility. In other words, even if the average crystal grain size of the forged material structure is reduced to 50 to 80 μm by hot forging, if the average area ratio of subcrystal grains finer than the crystal grain size is small in the forged material structure, In addition, high strength and high toughness of the forged material and high corrosion resistance cannot be realized with good reproducibility.

そのため、この鍛造材組織中の亜結晶粒の平均面積率割合を60%以上とすれば、鍛造材の0.2%耐力を290MPa以上とでき、耐応力腐食割れ性も向上できる。さらに、この亜結晶粒の平均面積率割合を好ましくは90%以上とすれば、耐応力腐食割れ性とともに、鍛造材の0.2%耐力を350MPa以上より高めることができるものである。   Therefore, if the average area ratio of the sub-crystal grains in the forged material structure is 60% or more, the 0.2% proof stress of the forged material can be 290 MPa or more, and the stress corrosion cracking resistance can be improved. Further, when the average area ratio of the sub-crystal grains is preferably 90% or more, the 0.2% proof stress of the forged material can be increased to 350 MPa or more together with the stress corrosion cracking resistance.

この高強度アルミニウム合金材の亜結晶粒の測定は、鍛造材の組織測定断面を電解エッチング後、特に亜結晶粒界および結晶粒界を鮮明化させ、5〜400倍の偏光顕微鏡によって、結晶粒界か、亜結晶粒かを判別した上で行なっている。この際、鍛造材の部位によるバラツキを考慮するため、各鍛造材の強度や耐食性が必要な部位で、測定(資料採取)の位置を変えた20視野の観察によって行う。そして、亜結晶粒の平均面積率割合は、一視野毎に亜結晶粒の占める面積を目視あるは画像処理にて測定し、一視野面積に対する、亜結晶粒の面積率割合を算出し、前記20視野の亜結晶粒の面積率割合を平均して、亜結晶粒の平均面積率割合(%)としている。   The measurement of the sub-crystal grains of this high-strength aluminum alloy material is performed by electrolytically etching the structure measurement cross section of the forged material, and in particular, by sharpening the sub-crystal grain boundaries and the crystal grain boundaries. It is performed after discriminating between a boundary and a sub-crystal grain. At this time, in order to take into account the variation due to the forged material, the measurement (collection of data) is performed at 20 visual fields at different locations where the strength and corrosion resistance of each forged material are required. Then, the average area ratio of the sub-crystal grains is measured by visual or image processing the area occupied by the sub-crystal grains for each visual field, and the area ratio of the sub-crystal grains to one visual field area is calculated. The area ratios of the subcrystal grains in the 20 visual fields are averaged to obtain the average area ratio of the subcrystal grains (%).

そして、サスペンションアーム1は、図2(a)、(b)(図7参照)に示すように、上型11と下型12とを備える鍛造金型10により鍛造された鍛造サスペンション部材1fを機械加工することで形成される。なお、図2(a)では、ボールスタッドボルト33のニュートラル方向SNが、アーム平面に対して直角である状態となることを示している。この鍛造金型10は、アーム部6およびボールジョイント部2の位置で所定角度に傾斜する型割面13となるように構成されている。   Then, as shown in FIGS. 2A and 2B (see FIG. 7), the suspension arm 1 mechanically forges a forged suspension member 1f forged by a forging die 10 having an upper die 11 and a lower die 12. It is formed by processing. Note that FIG. 2A shows that the neutral direction SN of the ball stud bolt 33 is perpendicular to the arm plane. The forging die 10 is configured to have a mold parting surface 13 inclined at a predetermined angle at the positions of the arm 6 and the ball joint 2.

そして、鍛造金型10において、アーム部6のパーティングラインP2は、アーム部6fの側面で厚さ方向Eにおいて中央位置に形成されるように型割面13が構成されて、かつ、鍛造プレス方向Tに対して所定角度傾斜するように設定されている。さらに、鍛造金型10において、ボールジョイント部2fのパーティングラインP1は、一端面部3fの周縁で側面部5fのアーム部6fから最遠端部に向かって形成され、かつ、鍛造プレス方向Tに対して、所定角度傾斜するように、型割面13が構成されている。   In the forging die 10, the parting line P2 of the arm portion 6 is formed with the parting surface 13 so as to be formed at the center position in the thickness direction E on the side surface of the arm portion 6f. It is set to be inclined at a predetermined angle with respect to the direction T. Further, in the forging die 10, the parting line P1 of the ball joint portion 2f is formed from the arm portion 6f of the side surface portion 5f toward the farthest end portion at the periphery of the one end surface portion 3f, and in the forging press direction T. On the other hand, the mold parting surface 13 is configured to be inclined at a predetermined angle.

なお、アーム部6fのパーティングラインP2は、図2(b)で示すように、型割面13の水平線部分に対して傾斜角度θ1が0.5度〜5度の範囲で設定されるように型割線13が形成されている。また、ボールジョイント部2fの最遠端部(側面部5f)の位置が、垂直線(鍛造プレス方向T)に対して傾斜角度θ2を0.5度〜5度の範囲となるように設定されている。なお、ボールジョイント部2fの側端部分(側面部5fの外形線、傾斜角度θ2の線で示す位置)は、ボールスタッドボルト33(図2(a)参照)のニュートラル方向SNに平行となるように設定されている。   In addition, as shown in FIG. 2B, the parting line P2 of the arm portion 6f is set so that the inclination angle θ1 is set in the range of 0.5 to 5 degrees with respect to the horizontal line portion of the parting surface 13. Is formed with a parting line 13. In addition, the position of the farthest end (side surface 5f) of the ball joint 2f is set so that the inclination angle θ2 is in the range of 0.5 to 5 degrees with respect to the vertical line (forging press direction T). ing. The side end portion of the ball joint portion 2f (the outline of the side surface portion 5f, the position indicated by the line of the inclination angle θ2) is parallel to the neutral direction SN of the ball stud bolt 33 (see FIG. 2A). Is set to

図3に示すように、アーム部6fおよびボールジョイント部2fに形成されるパーティングラインPLは、アーム部6fではパーティングラインP2として、その側面で厚み方向Eの上端側から下端側における任意の位置に形成されるが、ここでは中央に位置するように形成されている。また、パーティングラインPLは、ボールジョイント部2fではパーティングラインP1として、一端面部3fの周縁位置で、アーム部6fのパーティングラインP2から最遠端部となる側面部5fの目標位置(アーム部6の幅方向Wにおける中心軸線の延長線上に垂直方向に直交する一端面部3fの周縁位置)Sに向かって傾斜した状態で形成されている。このパーティングラインP1のボールジョイント部2fにおける最端となる目標位置Sは、抜き勾配による増肉のない位置であり、側面部5fにおいて垂直方向となる寸法dにおいて許容範囲である。   As shown in FIG. 3, the parting line PL formed in the arm 6f and the ball joint 2f is a parting line P2 in the arm 6f, and has an arbitrary part from the upper end to the lower end in the thickness direction E on the side surface thereof. It is formed at a position, but here, it is formed so as to be located at the center. Further, the parting line PL is a parting line P1 in the ball joint 2f, at a peripheral position of the one end face 3f, at a target position (arm) of the side face 5f which is the farthest end from the parting line P2 of the arm 6f. The portion 6 is formed in a state of being inclined toward an extension of the central axis in the width direction W of the portion 6 toward the peripheral edge position (the peripheral edge position of the one end surface portion 3f) S orthogonal to the vertical direction. The target position S which is the end of the parting line P1 in the ball joint portion 2f is a position where the wall thickness does not increase due to the draft, and is an allowable range in the dimension d which is vertical in the side surface portion 5f.

また、図3(b)に示すように、目標位置Sは、言い換えれば、ボールジョイント部2fあるいはアーム部6f(直線的に形成されている場合)の幅方向Wにおける中心軸線上と、他端面部4fおよび一端面部3fに渡って連続する垂直線(スタッドボルトニュートラル方向SNと平行)上となる側面部5fの位置において形成され、図3(a)に示すように、他端面部4f側に垂直方向(スタッドボルトニュートラル方向SNに平行)に移動した寸法dで示す範囲を許容範囲としている。なお、この目標位置Sは、図3(b)に示すように、垂直側面CSとなる   In addition, as shown in FIG. 3B, the target position S is, in other words, on the center axis in the width direction W of the ball joint 2f or the arm 6f (when formed linearly) and on the other end surface. It is formed at the position of the side surface portion 5f which is on a vertical line (parallel to the stud bolt neutral direction SN) continuous over the portion 4f and the one end surface portion 3f, and as shown in FIG. The range indicated by the dimension d moved in the vertical direction (parallel to the stud bolt neutral direction SN) is the allowable range. The target position S is a vertical side surface CS as shown in FIG.

なお、アーム部6fが湾曲した状態でその一端にボールジョイント部2fを備えている場合には、そのアーム6fの軸線方向と一端面部3fの中心位置を通る延長線上で、側面部5fの垂直側面CSの中央線(垂直線)との交点から寸法dの許容範囲となる。ちなみに、図1および図2に示すように、ボールジョイント部2が実際にボールスタッドボルト33に係合されたときに、車輪30との干渉範囲に関係する位置において垂直側面(垂直線)CSとなる位置に目標位置Sは設定されることになる。なお、この目標位置Sは、図3(b)に示すように、垂直側面CSで示す範囲において一端面部3fに平行な縁線の両端となる位置、つまり、アーム部6fからのパーティングラインP2が左右それぞれの目標位置S1,S2に対して連続する構成としても構わない。この目標位置S1,S2としたパーティングラインP1であるときは、その目標位置S1,S2の内側となる側面部5fは垂直側面となる。   When the arm portion 6f is curved and provided with a ball joint portion 2f at one end thereof, the vertical side surface of the side portion 5f extends on an extension line passing through the axial direction of the arm 6f and the center position of the one end surface portion 3f. From the intersection with the center line (vertical line) of CS, the allowable range of the dimension d is obtained. Incidentally, as shown in FIGS. 1 and 2, when the ball joint portion 2 is actually engaged with the ball stud bolt 33, a vertical side (vertical line) CS is formed at a position related to the interference range with the wheel 30. The target position S is set at a position. As shown in FIG. 3B, the target position S is located at both ends of an edge line parallel to the one end surface portion 3f in the range indicated by the vertical side surface CS, that is, the parting line P2 from the arm portion 6f. May be continuous with the left and right target positions S1 and S2. When the parting line P1 is at the target positions S1 and S2, the side surface portion 5f inside the target positions S1 and S2 is a vertical side surface.

図3(a)に示すように、この寸法dは、ボールジョイント部2fの周縁に本来形成される角部分であるアール部分の範囲と、目標位置Sが上端から他端面部4f側に下がった位置となった場合、その目標位置Sから一端面部3fに向かって抜き勾配を形成することがない位置までの範囲となることが好ましい。なお、この寸法dは、従来の中央に設けるパーティングラインPLと比較してボールジョイント部2fが小さくできる状態であれば、許容範囲としても構わない。また、目標位置Sは、図3(b)において、アーム部6fの幅方向Wの中心線に連続する中央線上で、アーム部6f側に移動した位置としても、ボールジョイント部2fの完成品(機械加工後)で実質的に側面部5fに垂直側面(垂直線)を形成できる状態であれば構わない。   As shown in FIG. 3 (a), this dimension d is the range of the radius portion which is a corner portion originally formed on the periphery of the ball joint portion 2f, and the target position S is lowered from the upper end to the other end surface portion 4f side. When the position becomes the position, it is preferable that the range is from the target position S to a position where no draft is formed toward the one end surface portion 3f. The dimension d may be an allowable range as long as the ball joint 2f can be made smaller than the conventional parting line PL provided at the center. 3B, the target position S is shifted to the arm portion 6f side on a center line that is continuous with the center line of the arm portion 6f in the width direction W. It suffices if the vertical side surface (vertical line) can be formed substantially on the side surface portion 5f after machining.

さらに、図3に示すように、ボールジョイント部2fは、設計段階では、はじめにパーティングラインPLの配置が特定され、一端面部3fおよび他端面部4fの平面形状が特定される。ボールジョイント部2fは、パーティングラインPLに沿った位置での断面形状が、ニュートラル方向(一端面部3の平面に対して直交する方向)SNから見たときに真円となるように形成されている。そして、ボールジョイント部2の一端面部3fの平面形状は、パーティングラインPLに沿った断面形状を底面として鍛造プレス方向Tに対し、抜き勾配N(図3(b)参照)の傾斜を備える円錐を仮想したとき、その仮想した円錐において、一端面部3fの平面位置で切断した状態の平面と、前記仮想した円錐から突出しない範囲条件で設定された垂直側面(垂直線)CSのスタッドボルトニュートラル方向SNに平行な形状にて形成される。そして、この一端面部3fは、ニュートラル方向SNから見たときに、複数の曲率からなる複合曲率円形状に形成されている。   Further, as shown in FIG. 3, in the design stage of the ball joint 2f, the arrangement of the parting line PL is specified first, and the planar shapes of the one end face 3f and the other end face 4f are specified. The ball joint 2f is formed such that its cross-sectional shape at a position along the parting line PL is a perfect circle when viewed from the neutral direction SN (a direction orthogonal to the plane of the one end surface 3). I have. The planar shape of the one end surface portion 3f of the ball joint portion 2 has a cone having a draft N (see FIG. 3B) with respect to the forging press direction T with the cross-sectional shape along the parting line PL as the bottom surface. Is imagined, the plane of the imaginary cone cut at the plane position of the one end face portion 3f and the stud bolt neutral direction of the vertical side surface (vertical line) CS set in a range condition not protruding from the imaginary cone It is formed in a shape parallel to SN. The one end face 3f is formed in a compound curvature circular shape having a plurality of curvatures when viewed from the neutral direction SN.

同様に、他端面部4fの平面形状は、パーティングラインPLに沿った断面形状を底面として抜き勾配N(図3(a)、(b)参照)の傾斜を備えると共に垂直側面(垂直線)CSを備える円錐を仮想したとき、その仮想した円錐において、他端面部4fの平面位置で切断した状態の平面に形成され、ニュートラル方向SNから見たときに、複数の曲率からなる複合曲率円形状に形成されている。   Similarly, the planar shape of the other end surface portion 4f has a draft N (see FIGS. 3A and 3B) with a cross-sectional shape along the parting line PL as a bottom surface and a vertical side surface (vertical line). When a cone provided with CS is imagined, the imaginary cone is formed on a plane cut at the plane position of the other end face 4f, and has a compound curvature circular shape including a plurality of curvatures when viewed from the neutral direction SN. Is formed.

そして、図3(a)、(b)に示すように、ボールジョイント部2fは、その側面部5fが、目標位置Sの垂直方向に一端面部3fおよび他端面部4fに亘って形成される垂直側面(垂直線)(ボールスタッドボルト33のニュートラル方向SNと平行)CSと、この垂直側面CSに隣接して鍛造プレス方向Tに対し抜き勾配Nの傾斜角度を有する傾斜側面KSと、により形成されている。なお、傾斜側面KSは、パーティングラインPL(P1)を境にして互いに反対方向に傾斜している。そして、垂直側面(垂直線)CSには、抜き勾配Nは形成されていない。このボールジョイント部2fの側面部5fにおける垂直側面(垂直線)CSは、目標位置Sから垂直方向に形成され、所定の幅をもった面を備える場合や、あるいは、幅がほとんどない線状の場合を示すものである。   As shown in FIGS. 3A and 3B, the ball joint portion 2f has a side surface portion 5f formed so that the side surface portion 5f extends in the vertical direction of the target position S across the one end surface portion 3f and the other end surface portion 4f. A side surface (vertical line) CS (parallel to the neutral direction SN of the ball stud bolt 33) and an inclined side surface KS adjacent to the vertical side surface CS and having a draft angle N with respect to the forging press direction T. ing. Note that the inclined side surfaces KS are inclined in opposite directions with respect to the parting line PL (P1). No draft N is formed on the vertical side surface (vertical line) CS. A vertical side surface (vertical line) CS in the side surface portion 5f of the ball joint portion 2f is formed in a vertical direction from the target position S and has a surface having a predetermined width, or a linear shape having almost no width. It shows the case.

さらに、図3(a)に示すように、パーティングラインPLから一端面部3fおよび他端面部4fに向かって形成される抜き勾配(側面部5fの傾斜側面の傾斜角度)Nについても、0.5度〜5度の範囲とすることができ、好ましくは、0.5〜1.5度の範囲とすることができる。   Further, as shown in FIG. 3A, the draft (the inclination angle of the inclined side surface 5f) of the parting line PL from the parting line PL toward the one end surface portion 3f and the other end surface portion 4f is also set to 0. It can be in the range of 5 to 5 degrees, preferably in the range of 0.5 to 1.5 degrees.

また、この鍛造金型10により鍛造成形されたサスペンションアーム1fは、図4(a)に示すように、グレインフローGFの流れが、ボールジョイント部2fの側面部5fの上端位置に向かって形成されることになる。このように、図4(a)で示す構成であると、グレインフローGFの流れが、図4(b)に示すような、従来の状態であるものと比較して、ボールスタッドボルト33の引き抜き力(強度)を向上させることができる(数値を入れるかどうか確認ください)。   Further, in the suspension arm 1f forged by the forging die 10, as shown in FIG. 4A, the flow of the grain flow GF is formed toward the upper end position of the side surface 5f of the ball joint 2f. Will be. In this way, with the configuration shown in FIG. 4 (a), the flow of the grain flow GF is pulled out of the ball stud bolt 33 as compared with the conventional state as shown in FIG. 4 (b). Strength (strength) can be improved (please make sure to enter a numerical value).

また、図3(a)、(b)に示すように、ボールジョイント部2fは、機械加工を行い、ボールスタッドボルト33(図2参照)を係合支持できる状態に加工する場合に、斜線で示すエリア(余肉部)Fが省略されていることから、抜き勾配の余肉長さDを小さくすることができる。そのため、ボールジョイント部2fで寸法を小さくした分について、ジョイント中心を車輪中心に近づけられる。なお、アーム部6fを長くする構成とするときには、アーム部6fを長くした分に対する補強が必要になる。   As shown in FIGS. 3A and 3B, when the ball joint 2f is machined so that the ball stud bolt 33 (see FIG. 2) can be engaged and supported, the ball joint 2f is hatched. Since the indicated area (surplus portion) F is omitted, the surplus length D of the draft can be reduced. Therefore, the center of the joint can be made closer to the center of the wheel for the size reduced by the ball joint 2f. When the arm 6f is configured to be long, it is necessary to reinforce the arm 6f.

図3(a)に示すように、サスペンションアーム1fは、仮想線で示すような機械加工が行なわれ、図2示すような状態に形成される。このサスペンションアーム1のボールジョイント部2では、一端面部3の開口部3aから他端面部4の開口部4aが貫通して、ボールスタッドボルト33のボール部34が挿入されて、複数の部品からなる介在部材38を介して係合支持できるように形成される。また、ボールジョイント部2では、その側面部5の中央からやや上方に段差部分を形成して係止部5bとし、この係止部5bにダストカバー37が係合されるように構成されている。   As shown in FIG. 3A, the suspension arm 1f is machined as indicated by a virtual line, and is formed in a state as shown in FIG. In the ball joint portion 2 of the suspension arm 1, the opening portion 3a of the one end surface portion 3 penetrates through the opening portion 4a of the other end surface portion 4, and the ball portion 34 of the ball stud bolt 33 is inserted, and is composed of a plurality of parts. It is formed so that it can be engaged and supported via the intervening member 38. Further, in the ball joint portion 2, a step portion is formed slightly upward from the center of the side surface portion 5 to form a locking portion 5b, and the dust cover 37 is engaged with the locking portion 5b. .

さらに、図2に示すように、前記したような構成で鍛造された鍛造サスペンション部材1fから所定の機械加工などにより形成されるサスペンションアーム1は、ボールスタッドボルト33のボール部34の球径の半径R1と、ボールジョイント部2のボール部34の中心となる位置からの最外部までの距離R2とが、1.2<R2/R1≦1.9で示す割合の範囲内で、ボールジョイント部2が形成されている。   Further, as shown in FIG. 2, the suspension arm 1 formed by predetermined machining or the like from the forged suspension member 1 f forged in the above-described configuration has a radius of the ball diameter of the ball portion 34 of the ball stud bolt 33. When R1 and the distance R2 from the center of the ball portion 34 of the ball joint portion 2 to the outermost portion are within the range of 1.2 <R2 / R1 ≦ 1.9, the ball joint portion 2 Is formed.

このR2/R1は、ボールジョイント部2の設計の自由度と強度に関係しており、R2/R1が小さくなると(R1の値が大きくなると)設計の自由度は増すものの、ジョイント部2の強度が不足となり、特に、1.9を超えると確実に必要となる強度を得ることができない。また、R2/R1が大きくなると(R2の値が大きくなると)、ジョイント部2の強度は増すものの、設計の自由度が狭くなり、特に、1.2を下回ると確実に必要となる自由度が阻害されることになる。   This R2 / R1 is related to the degree of freedom and the strength of the design of the ball joint portion 2. As R2 / R1 decreases (the value of R1 increases), the degree of freedom of the design increases, but the strength of the joint portion 2 increases. In particular, if it exceeds 1.9, the required strength cannot be reliably obtained. Further, when R2 / R1 increases (when the value of R2 increases), the strength of the joint portion 2 increases, but the degree of freedom of design is narrowed. Will be hindered.

そして、1.2<R2/R1≦1.9に構成したボールジョイント部2における引抜強度および押抜強度は、ここでは、25kN以上となるように設定されている。ボールジョイント部2の引抜強度および押抜強度が、25kN未満であると車軸側に装着して走行したときに、ボール部34がボールジョイント部2から外れる可能性があるため、ここでは25kN以上となるようにしている。特に、前記した高強度アルミニウム合金を用いることと共に、ボールジョイント部2fにおけるパーティングラインPLを所定の位置にすることにより、機械加工した後のボールジョイント部2の強度を維持して小型化することがスムーズにできるものである。   Here, the pull-out strength and the push-out strength of the ball joint 2 configured to satisfy 1.2 <R2 / R1 ≦ 1.9 are set to be 25 kN or more here. If the pull-out strength and the push-out strength of the ball joint portion 2 are less than 25 kN, the ball portion 34 may come off from the ball joint portion 2 when running while mounted on the axle side. I am trying to become. In particular, by using the high-strength aluminum alloy described above and setting the parting line PL in the ball joint 2f at a predetermined position, the strength of the machined ball joint 2 can be maintained and reduced in size. Can be done smoothly.

図1で示すように、サスペンションアーム1は、車輪30側に対面する位置では、機械加工時にバリ面が削除されているため、従来の中央にパーティングラインPLが形成されるボールジョイント部と対比して、バリ残長をタイヤ干渉領域で考慮する必要がなく、その分、ボールジョイント部2のジョイント中心をタイヤ中心に近づけられる。なお、サスペンションアーム1のアーム部6の断面形状は、コ字形状あるいはH形状等に形成されても構わない。   As shown in FIG. 1, the suspension arm 1 has a burr surface removed at the position facing the wheel 30 side during machining, so that the suspension arm 1 is compared with a conventional ball joint portion in which a parting line PL is formed at the center. Thus, it is not necessary to consider the remaining burr length in the tire interference area, and the joint center of the ball joint 2 can be made closer to the center of the tire. The cross-sectional shape of the arm portion 6 of the suspension arm 1 may be formed in a U-shape, an H-shape, or the like.

また、図6(a)に示すように、パーティングラインPLにおいて、アーム部6fとボールジョイント部2fとの接続部分において、緩やかなアール(曲線)を備えるように形成して目標位置Sに対して直線状とする構成にしても良い。さらに、図6(b)に示すように、パーティングラインPLは、アーム部6fの位置からのボールジョイント部2fの所定位置まで直線上に延長した後に、目標位置Sに向かって直線状に形成される構成としても構わない。このとき、接続部分は、前記したように穏やかなRを備える(図示せず)ように構成しても構わない。なお、パーティングラインPLは、そのパーティングラインに沿ってボールジョイント部2fを切断したときに、一端面部3fまたは他端面部4fに対して直角方向、または、ボールスタッドボルト33(図2参照)のニュートラル方向SNから見て真円となる状態であれば、特に限定されるものではない。   Further, as shown in FIG. 6 (a), at the parting line PL, the connecting portion between the arm portion 6f and the ball joint portion 2f is formed so as to have a gentle radius (curve) so as to be positioned with respect to the target position S. May be configured to be linear. Further, as shown in FIG. 6B, the parting line PL extends linearly from the position of the arm 6f to a predetermined position of the ball joint 2f, and is formed linearly toward the target position S. A configuration may be adopted. At this time, the connection portion may be configured to have a gentle R as described above (not shown). When the ball joint 2f is cut along the parting line, the parting line PL is perpendicular to the one end face 3f or the other end face 4f, or the ball stud bolt 33 (see FIG. 2). Is not particularly limited as long as it is a perfect circle when viewed from the neutral direction SN.

なお、図3に示すように、サスペンションアーム1として、パーティングラインPLは、アーム部6では、側面で厚み方向における中央に配置した構成として説明したが、その側面の上端側または下端側の厚み方向Eの範囲において任意の位置として配置しても良く、ここでは、上端側および下端側となるように形成して、一端面部3の周縁で、アーム部6から最遠端部となる側面部5の位置に向かって形成されているパーティングラインPL1およびパーティングラインPL2の構成としてもよい。   As shown in FIG. 3, as the suspension arm 1, the parting line PL has been described as being arranged at the center in the thickness direction on the side surface of the arm 6, but the thickness at the upper end side or the lower end side of the side surface is described. It may be arranged as an arbitrary position in the range of the direction E. Here, it is formed so as to be on the upper end side and the lower end side, and the side surface portion which is the farthest end portion from the arm portion 6 at the periphery of the one end surface portion 3 The structure of the parting line PL1 and the parting line PL2 formed toward the position 5 may be adopted.

また、図7(a)(b)に示すように、サスペンションアーム1Afは、アーム部6Aとボールジョイント部2Aとが所定の傾斜角度で接続されるような構成であっても良い。なお、図2(a)、(b)と同様な構成については、同じ符号の後に「A」を付して(鍛造サスペンション部材ではさらに「A」の後に「f」を付して)詳細については省略する。   Further, as shown in FIGS. 7A and 7B, the suspension arm 1Af may be configured such that the arm 6A and the ball joint 2A are connected at a predetermined inclination angle. In addition, about the structure similar to FIG.2 (a), (b), "A" is attached after the same code | symbol (For a forged suspension member, "f" is added after "A"). Is omitted.

図7(b)に示すように、鍛造金型10Aでは、上型11Aと下型12Aとの型割面13Aが、中央で鍛造プレス方向Tに対して直交する水平線上になるように構成されている。そして、図7(a)に示すように、サスペンションアーム1AでのパーティングラインPLは、アーム部6Aでは、その側面で厚み方向Eの中央位置に形成され、ボールジョイント部2Aでは、一端面部3Aの周縁でアーム部6AのパーティングラインP2から最遠端部となる側面部5Aの目標位置S(図3参照)に向かって形成されている。   As shown in FIG. 7B, the forging die 10A is configured such that the cutting surface 13A of the upper die 11A and the lower die 12A is on a horizontal line orthogonal to the forging press direction T at the center. ing. As shown in FIG. 7 (a), the parting line PL in the suspension arm 1A is formed at the center position in the thickness direction E on the side surface of the arm 6A, and the one end surface 3A is formed in the ball joint 2A. Is formed from the parting line P2 of the arm 6A toward the target position S (see FIG. 3) of the side surface 5A, which is the farthest end.

なお、図7(b)に示すように、鍛造金型10Aでは、ボールジョイント部2Afの最端部と垂直線との傾斜角度θ3は、0.5度から5度の抜き勾配またはそれ以上の範囲で設定されている。また、アーム部6Afとボールジョイント部2Afとの傾斜角度θ4は、所定の傾斜角度の範囲で設定されているものである。また、ボールジョイント部2Afの側端部分(側面部5Afの外形線、傾斜角度θ3の線で示す位置)は、ボールスタッドボルト33(図7(a)参照)のニュートラル方向SNに平行となるように設定されている。   As shown in FIG. 7B, in the forging die 10A, the inclination angle θ3 between the end of the ball joint 2Af and the vertical line is 0.5 to 5 degrees or more. It is set in the range. Further, the inclination angle θ4 between the arm 6Af and the ball joint 2Af is set within a predetermined inclination angle range. Also, the side end portion of the ball joint 2Af (the outline of the side surface 5Af, the position indicated by the line of the inclination angle θ3) is parallel to the neutral direction SN of the ball stud bolt 33 (see FIG. 7A). Is set to

また、図7(b)で示す鍛造金型10Aにより鍛造する場合について、図8に示すように、バリ流出方向を、図8(a)で示す状態から、図8(b)で示す状態に変えて鍛造しても構わない。すなわち、図8(a)では、ボールジョイント部2fの側面部5fからのバリの流出方向Bfは、例えば、鍛造プレス方向に対して直交する方向である水平方向としている。これに対して図8(b)では、鍛造姿勢を変えずに、設定されたパーティングライン(図示せず)の位置を若干変化させることになるが、ほぼそのままの状態として、バリの流出方向Bfを前記した水平方向から垂線(鍛造プレス方向)側に所定角度傾斜した傾斜方向に設定している。このように、バリの流出方向Bfを調整することを、前記したパーティングラインP1(図3参照)の配置と合せて用いることで、鍛造サスペンション部材1fを機械加工、特に、カシメ加工するときに、そのカシメ加工の成形性を向上させ、かつ、押抜強度の向上に対しても有効となるサスペンションアーム1(図2参照)を提供することができる。   In the case of forging with the forging die 10A shown in FIG. 7B, as shown in FIG. 8, the burr outflow direction is changed from the state shown in FIG. 8A to the state shown in FIG. You can change and forge. In other words, in FIG. 8A, the outflow direction Bf of the burr from the side surface portion 5f of the ball joint portion 2f is, for example, a horizontal direction which is a direction orthogonal to the forging press direction. On the other hand, in FIG. 8 (b), the position of the set parting line (not shown) is slightly changed without changing the forging posture. Bf is set in a direction inclined at a predetermined angle from the horizontal direction to the perpendicular (forging press direction) side. In this way, by adjusting the burr outflow direction Bf in combination with the arrangement of the parting line P1 (see FIG. 3), when the forged suspension member 1f is machined, particularly when caulking is performed. Thus, it is possible to provide a suspension arm 1 (see FIG. 2) that improves the formability of the caulking process and is effective for improving the punching strength.

さらに、図3に示すように、目標位置Sが形成されるボールジョイント部2fの厚み方向の範囲は、干渉範囲において、鍛造サスペンション部材1fから機械加工によりサスペンションアーム1に形成されるときに、機械加工により除去される加工除去される範囲内の位置であればさらに好ましい。つまり、図3の仮想線で示すように、アーム部6fから最遠端部(位置)あるいは干渉領域となるボールジョイント部2fの側面部5fでは、パーティングラインP1を加工除去する範囲内に配置することにより、側面部5fでは垂直側面が確保できるためである。   Further, as shown in FIG. 3, the range in the thickness direction of the ball joint portion 2 f where the target position S is formed is within the interference range when the forged suspension member 1 f is formed on the suspension arm 1 by machining. It is more preferable that the position is within a range that is removed by processing. That is, as shown by the imaginary line in FIG. 3, the parting line P1 is located within the range where the parting line P1 is processed and removed at the farthest end (position) from the arm 6f or the side surface 5f of the ball joint 2f which is an interference area. By doing so, a vertical side surface can be secured in the side surface portion 5f.

なお、前記説明では、ボールジョイント部2(2f)の両端面部3,4(3f,4f)は、互いに平行であるように構成したが、平行でなくても構わない。なお、両端面部3,4が互いに平行でない場合は、ボールスタッドボルト33のニュートラル方向SNに対して平行に垂直平面CSあるいは垂直線が側面部に形成される。または、両端面部3,4が互いに平行でない場合は、その一端面部3の平面に直交する垂直方向に沿って垂直平面CSあるいは垂直線が側面部に形成される。   In the above description, both end portions 3 and 4 (3f, 4f) of the ball joint 2 (2f) are configured to be parallel to each other, but need not be parallel. When both end portions 3 and 4 are not parallel to each other, a vertical plane CS or a vertical line is formed on the side surface in parallel with the neutral direction SN of the ball stud bolt 33. Alternatively, when both end surfaces 3 and 4 are not parallel to each other, a vertical plane CS or a vertical line is formed on the side surface along a vertical direction orthogonal to the plane of the one end surface 3.

本発明にかかるサスペンションアームの取付け位置を示す一部省略した断面図である。FIG. 3 is a partially omitted cross-sectional view showing a mounting position of a suspension arm according to the present invention. (a)は、本発明にかかるサスペンションアームの一部を破断した状態を示す側面図、(b)は、(a)で示すサスペンションアームの鍛造金型の一例を模式的に示す断面図である。(A) is a side view showing a state in which a part of the suspension arm according to the present invention is broken, and (b) is a sectional view schematically showing an example of a forging die of the suspension arm shown in (a). . (a)は、本発明にかかるサスペンションアームのボールジョイント部を模式的に示す側面図、(b)は、本発明にかかるサスペンションアームのボールジョイント部を模式的に示す底面図である。(A) is a side view schematically showing a ball joint part of the suspension arm according to the present invention, and (b) is a bottom view schematically showing the ball joint part of the suspension arm according to the present invention. (a)は、本発明にかかるサスペンションアームのボールジョイント部におけるグレインフローを模式的に示す側面図、(b)は従来のサスペンションアームのボールジョイント部におけるグレインフローを模式的に示す側面図である。(A) is a side view schematically showing a grain flow in a ball joint portion of a suspension arm according to the present invention, and (b) is a side view schematically showing a grain flow in a ball joint portion of a conventional suspension arm. . (a)、(b)は、本発明にかかるサスペンションアームの全体を一例としてそれぞれ模式的に示す平面図である。(A), (b) is a top view which shows typically the whole suspension arm concerning this invention as an example, respectively. (a)、(b)は、本発明にかかるサスペンションアームのパーティングラインの他の形態をそれぞれ示す模式図である。(A), (b) is a schematic diagram which respectively shows the other form of the parting line of the suspension arm concerning this invention. (a)は、本発明にかかる鍛造サスペンションアームの他の構成において一部を破断した状態を示す側面図、(b)は、(a)で示すサスペンションアームの鍛造金型の一例を模式的に示す断面図である。(A) is a side view showing a partially broken state in another configuration of the forged suspension arm according to the present invention, and (b) schematically shows an example of a forging die of the suspension arm shown in (a). FIG. (a)、(b)は、本発明にかかる鍛造サスペンション部材におけるバリの流出方向を変えた状態を模式的に示す模式図である。(A), (b) is a schematic diagram which shows the state which changed the outflow direction of the burr | burr in the forged suspension member concerning this invention. 従来の鍛造されたサスペンションアームのボールジョイント部を破断した状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the state which fractured the ball joint part of the conventional forged suspension arm.

符号の説明Explanation of reference numerals

1 サスペンションアーム
1f 鍛造サスペンション部材
2 ボールジョイント部
2f ボールジョイント部(鍛造サスペンション部材)
3 一端面部
3f 一端面部(鍛造サスペンション部材)
4 他端面部
4f 他端面部(鍛造サスペンション部材)
5 側面部
5f 側面部(鍛造サスペンション部材)
6 アーム部
6f アーム部(鍛造サスペンション部材)
10 鍛造金型
11 上型
12 下型
13 型割面
30 車輪
31 車軸
32 支持部材
33 ボールスタッドボルト(スタッドボルト)
34 ボール部
35 ネジ部
36 胴部
37 ダストカバー
38 介在部材
SL 垂線
GF グレインフロー
N 抜き勾配
PL パーティングライン(全体)
P1 パーティングライン(ボールジョイント部)
P2 パーティングライン(アーム部)
R1 球径の半径
R2 ボールジョイント部の最外部
SN ニュートラル方向(ボールスタッドボルトの)
T 鍛造プレス方向
1 suspension arm 1f forged suspension member 2 ball joint 2f ball joint (forged suspension member)
3 One end face 3f One end face (forged suspension member)
4 Other end 4f Other end (forged suspension member)
5 Side section 5f Side section (forged suspension member)
6 Arm 6f Arm (forged suspension member)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Forging die 11 Upper die 12 Lower die 13 Molding surface 30 Wheel 31 Axle 32 Supporting member 33 Ball stud bolt (stud bolt)
34 Ball part 35 Screw part 36 Body part 37 Dust cover 38 Intermediate member SL Vertical line GF Grain flow N Draft PL Parting line (whole)
P1 parting line (ball joint)
P2 parting line (arm)
R1 Radius of ball diameter R2 Outermost SN of ball joint part Neutral direction (of ball stud bolt)
T Forging press direction

Claims (13)

自動車のサスペンションを構成する支持部材にスタッドボルトを介して取り付けられ所定位置にパーティングラインを有する鍛造サスペンション部材において、
前記鍛造サスペンション部材は、アーム部と、このアーム部の一端に配置され前記スタッドボルトに支持される位置に設けられるボールジョイント部と、前記アーム部の他端に配置され車体側に係合される位置に設けられる車体側係合部と、を備え、
前記ボールジョイント部が、互いに対向する位置に配置された一端面部および他端面部と、この両端面部に亘って形成される側面部とを備え、
前記ボールジョイント部におけるパーティングラインが、前記スタッドボルトの突出側となる一端面部の周縁側で、前記アーム部のパーティングラインから遠い端部となる前記側面部の目標位置に向かって形成され、
前記側面部が、前記一端面部に対して直交して前記目標位置から前記他端面部に向かって形成された垂直側面または垂直線を備えると共に、その垂直側面または垂直線に隣接して前記一端面部または前記他端面部に向かって前記パーティングラインを境にして所定角度傾斜させて形成した傾斜側面とを備えることを特徴とする鍛造サスペンション部材。
In a forged suspension member having a parting line at a predetermined position attached to a support member constituting a vehicle suspension via a stud bolt,
The forged suspension member has an arm portion, a ball joint portion provided at one end of the arm portion and provided at a position supported by the stud bolt, and is provided at the other end of the arm portion and engaged with the vehicle body. A vehicle-side engagement portion provided at a position,
The ball joint portion includes one end surface portion and the other end surface portion arranged at positions facing each other, and a side surface portion formed over the both end surface portions,
A parting line in the ball joint portion is formed toward a target position of the side surface portion, which is an end portion far from the parting line of the arm portion, on a peripheral edge of one end surface portion that is a projecting side of the stud bolt,
The side surface portion includes a vertical side surface or a vertical line formed perpendicularly to the one end surface portion from the target position toward the other end surface portion, and the one end surface portion is adjacent to the vertical side surface or the vertical line. Alternatively, the forging suspension member has an inclined side surface formed by inclining at a predetermined angle toward the other end surface portion from the parting line.
自動車の車軸側に支持される支持部材にスタッドボルトを介して回動自在に、かつ、車軸側部品に対する干渉領域を回避するように取り付けられるボールジョイント部を有するサスペンションアームを機械加工により形成するための鍛造サスペンション部材において、
前記鍛造サスペンション部材は、アーム部と、このアーム部の一端に設けられるボールジョイント部と、前記アーム部の他端に設けられる車体側係合部と、前記アーム部、前記ボールジョイント部および前記車体側係合部の所定位置に連続して形成されるパーティングラインとを備え、
前記ボールジョイント部は、一端面部と、この一端面部に対面する他端面部と、この他端面部および前記一端面部に亘って形成される側面部とを備え、
前記ボールジョイント部のパーティングラインは、前記側面部における前記干渉領域となる範囲の位置では、前記一端面部あるいは前記他端面部のいずれか一方の周縁側で、前記側面部のあらかじめ設定された目標位置に向かって形成されたことを特徴とする鍛造サスペンション部材。
In order to form a suspension arm having a ball joint portion rotatably mounted on a support member supported on the axle side of the automobile via stud bolts and avoiding an interference region with the axle side component by machining. In forged suspension members,
The forged suspension member includes an arm portion, a ball joint portion provided at one end of the arm portion, a vehicle body side engaging portion provided at the other end of the arm portion, the arm portion, the ball joint portion, and the vehicle body. A parting line continuously formed at a predetermined position of the side engagement portion,
The ball joint portion includes one end surface portion, the other end surface portion facing the one end surface portion, and a side surface portion formed over the other end surface portion and the one end surface portion,
The parting line of the ball joint portion is located at a position in the range of the interference region on the side surface portion, on one peripheral side of the one end surface portion or the other end surface portion, and a preset target of the side surface portion. A forged suspension member formed toward a position.
前記ボールジョイント部は、前記パーティングラインに沿った位置の断面を、前記スタッドボルトのニュートラル方向または前記一端面部に対して直交する方向に対して真円または近似真円形状とし、かつ、前記パーティングラインから傾斜する抜き勾配の傾斜角度とする前記傾斜側面を備えると共に、この傾斜側面および、前記垂直側面あるいは前記垂直線により囲まれて複数の曲率を備える複合曲率円形状である前記両端面部とを備えることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の鍛造サスペンション部材。   The ball joint section may have a cross section at a position along the parting line in a perfect circle or an approximate perfect circle shape in a neutral direction of the stud bolt or a direction orthogonal to the one end face portion, and With the inclined side surface having a slope angle of a draft angle inclined from the cutting line, the inclined side surface, and the both end surface portions having a compound curvature circular shape having a plurality of curvatures surrounded by the vertical side surface or the vertical line. The forged suspension member according to claim 1 or 2, further comprising: 前記目標位置は、前記垂直側面あるいは前記垂直線位置上において、抜き勾配による増肉がない位置に形成されることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の鍛造サスペンション部材。   The forged suspension member according to claim 1, wherein the target position is formed at a position on the vertical side surface or the vertical line position where there is no increase in thickness due to draft. 前記ボールジョイント部における前記パーティングラインは、前記アーム部におけるパーティングラインから前記目標位置に直線状に、または、前記アーム部におけるパーティングラインから曲線を介して前記目標位置まで直線状に、あるいは、前記アーム部のパーティングラインを延長した位置から前記目標位置まで直線状にするいずれかにより形成されることを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載の鍛造サスペンション部材。   The parting line in the ball joint portion is linear from the parting line in the arm portion to the target position, or linearly from the parting line in the arm portion to the target position via a curve, or 5. The forged suspension member according to claim 1, wherein the forging suspension member is formed by linearly extending a parting line of the arm portion from an extended position to the target position. 6. . 前記アーム部は、その側面において上端側から下端側の任意となる位置に前記パーティングラインが形成されることを特徴とする請求項1または請求項5のいずれか1項に記載の鍛造サスペンション部材。   The forging suspension member according to claim 1, wherein the parting line is formed at an arbitrary position from an upper end side to a lower end side on the side surface of the arm portion. 7. . 前記垂直側面または前記垂直線の垂直方向は、スタッドボルトのニュートラル方向に対して平行な方向であることを特徴とする請求項1ないし請求項6のいずれか一項に記載の鍛造サスペンション部材。   The forged suspension member according to any one of claims 1 to 6, wherein a vertical direction of the vertical side surface or the vertical line is a direction parallel to a neutral direction of the stud bolt. 前記ボールジョイント部のパーティングラインにおける目標位置は、機械加工で除去される位置に配置される請求項1から請求項7までのいずれか一項に記載の鍛造サスペンション部材。   The forged suspension member according to any one of claims 1 to 7, wherein a target position of the ball joint on the parting line is located at a position removed by machining. 請求項1から請求項8までのいずれか一項に記載の鍛造サスペンション部材を機械加工して形成されるサスペンションアームにおいて、
前記サスペンションアームのボールジョイント部に係合されるスタッドボルトのボール球径の半径をR1とし、前記ボールジョイント部中心から前記ボールジョイント部の干渉領域における最外部までの距離を距離R2としたとき、1.2<R2/R1≦1.9で示す割合に前記ボールジョイント部が形成されたことを特徴とするサスペンションアーム。
A suspension arm formed by machining the forged suspension member according to any one of claims 1 to 8,
When the radius of the ball ball diameter of the stud bolt engaged with the ball joint of the suspension arm is R1, and the distance from the center of the ball joint to the outermost part in the interference area of the ball joint is distance R2, A suspension arm, wherein the ball joint portion is formed in a ratio represented by 1.2 <R2 / R1 ≦ 1.9.
前記スタッドボルトの引抜強度および押抜強度が25kN以上であることを特徴とする請求項9に記載のサスペンションアーム。   The suspension arm according to claim 9, wherein the stud bolt has a pull-out strength and a push-out strength of 25 kN or more. 前記鍛造サスペンション部材は、組織中の亜結晶粒の平均面積率割合が60%以上、0.2%耐力が290MPa以上のAl-Mg-Si系アルミニウム合金からなることを特徴とする請求項9または請求項10に記載のサスペンションアーム。   The said forged suspension member is made of an Al-Mg-Si-based aluminum alloy having an average area ratio of sub-crystal grains in the structure of 60% or more and a 0.2% proof stress of 290 MPa or more. The suspension arm according to claim 10. 請求項1から請求項8のいずれか一項に記載の鍛造サスペンション部材を鍛造するための鍛造金型において、
前記ボールジョイント部におけるパーティングラインは、一端面部の周縁側または他端面部の周縁側で、前記アーム部のパーティングラインから最遠端部となる側面部の目標位置に向かって形成されるように型割面を設けて設定されたことを特徴とする鍛造サスペンション部材の鍛造金型。
A forging die for forging a forged suspension member according to any one of claims 1 to 8,
The parting line in the ball joint portion is formed on a peripheral side of the one end surface portion or a peripheral side of the other end surface portion toward a target position of a side surface portion which is a furthest end portion from the parting line of the arm portion. A forging die for a forged suspension member, wherein the forging die is provided with a mold surface.
請求項1から請求項8のいずれか一項に記載の鍛造サスペンション部材を鍛造するための鍛造金型において、
前記鍛造金型は、ボールジョイント部におけるパーティングラインが、一端面部の周縁側または他端面部の周縁側で、前記アーム部のパーティングラインから遠い端部となる側面部の目標位置に向かって形成されるように型割面を設け、かつ前記型割面を前記アーム部およびボールジョイント部において鍛造プレス方向に対して所定角度傾斜させて設定され、
前記目標位置における側面部が、前記ボールジョイント部の一端面部に対して直交する方向となるように、あるいは、前記スタッドボルトのニュートラル方向に対して平行となるように設定されたことを特徴とする鍛造サスペンション部材の鍛造金型。
A forging die for forging a forged suspension member according to any one of claims 1 to 8,
In the forging die, the parting line in the ball joint portion is directed to a target position on a side surface portion that is an end portion far from the parting line of the arm portion on a peripheral side of one end surface portion or a peripheral side of the other end surface portion. Providing a parting surface to be formed, and setting the parting surface to be inclined at a predetermined angle with respect to the forging press direction in the arm part and the ball joint part,
The side surface portion at the target position is set so as to be in a direction orthogonal to the one end surface portion of the ball joint portion, or to be parallel to a neutral direction of the stud bolt. Forging die for forging suspension members.
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